制氮设备制取氮气的主要原料是空气。空气中的主要成分是氮气（约78%）和氧气（约21%），其余为稀有气体、二氧化碳及少量水蒸气等杂质。工业上通过物理分离技术从空气中提取高纯度氮气，无需化学原料，因此空气作为天然、易获取且成本低廉的原料，成为制氮过程的来源。以下从不同制氮技术角度说明原料空气的处理与应用：
1. 深冷空分法（低温蒸馏）
深冷空分法是传统的制氮技术。原料空气需经过多级预处理：首先通过过滤器去除尘埃和颗粒物，再经压缩机增压后冷却脱水，随后进入分子筛吸附塔脱除二氧化碳、水分及残留碳氢化合物。净化后的空气进入低温蒸馏塔，通过逐级冷却至-196℃以下液化，利用氧、氮沸点差异（氧沸点-183℃、氮沸点-196℃）实现分离。终通过精馏获得高纯度液氮或气态氮。此方法适用于大规模、高纯度（99.999%以上）氮气需求。
2. 变压吸附法（PSA）
变压吸附技术依赖碳分子筛（CMS）对氧气和氮气的选择性吸附。原料空气经除尘、除油、干燥等预处理后，进入装有CMS的吸附塔。在高压下，氧气因分子较小更易被吸附，氮气则富集于气相中作为产品输出。当吸附剂饱和后，系统通过减压脱附氧气实现再生。PSA法能耗较低，适合中小规模（纯度95%~99.9%）氮气生产，广泛应用于化工、电子等领域。
3. 膜分离法
膜分离技术利用中空纤维膜对不同气体的渗透速率差异实现分离。原料空气经预处理后进入膜组件，氧气、水蒸气等渗透速率较高的气体优先透过膜壁排出，而氮气因渗透较慢在膜的另一侧富集。此方法结构简单、无移动部件，但纯度通常较低（95%~99.5%），适用于移动设备或对纯度要求不高的场景（如食品保鲜）。
其他潜在原料与补充
在特殊场景下，如实验室小规模制氮，可能通过分解含氮化合物（如氨气催化分解）获取氮气，但这类方法成本高、效率低，并非工业制氮设备的主流选择。因此，空气始终是制氮工艺经济、可持续的原料来源。
综上，制氮设备通过物理分离技术直接利用空气作为原料，结合不同工艺实现氮气的提取，满足各行业对氮气纯度、产量和成本的差异化需求。
